城市建筑能耗管理

0  概述

延安能源小區(qū)項目位于陜西省延安市新區(qū)，此項目共包含兩個地塊，其中A地塊14棟樓，B地塊10棟樓，兩個地塊隔了一條馬路，A地塊和B地塊之間無法施工布線組網(wǎng)，物業(yè)值班室位于A地塊。

本項目為延安能源小區(qū)提供解決方案。本項目共有ADF300多用戶預(yù)付費計量箱101臺，針對小區(qū)地下倉庫用電的性質(zhì)實現(xiàn)用電的智能化管理，以保證先收費后用電；同時現(xiàn)場A區(qū)專變、B區(qū)專變配電室及各棟樓單元配電總箱上合計254只多功能電表，通過對各電表的用電進行統(tǒng)計分析，以達(dá)到整個小區(qū)用電量及負(fù)荷的實時了解及管控幫助管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機會，提高能源利用效率，科學(xué)有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)延安能源小區(qū)項目遠(yuǎn)程預(yù)付費及能耗云系統(tǒng)，對小區(qū)地下室倉庫配電箱的末端用戶配電系統(tǒng)進行收費管理及整個小區(qū)能源消耗的管理；監(jiān)控現(xiàn)場101臺ADF300多用戶預(yù)付費計量箱，254只多功能儀表，各智能設(shè)備通過485總線手拉手連接到就近的數(shù)據(jù)采集箱，每臺數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)配置一臺4G路由器，通過4G路由器里的流量實現(xiàn)各處儀表與監(jiān)控云平臺的數(shù)據(jù)連通，完成收費管理及能耗統(tǒng)計分析的系統(tǒng)功能。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；如圖所示：

間隔設(shè)備層主要為：預(yù)付費多用戶計量箱ADF300以及配電柜及配電箱上安裝的多功能電表。這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)至就近的數(shù)據(jù)采集箱，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)器，4G路由器。主要功能為把分散在現(xiàn)場的采集裝置集中采集并通過4G無線網(wǎng)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設(shè)有阿里云服務(wù)器、工控機、顯示器、打印機等設(shè)備。遠(yuǎn)程預(yù)付費及能耗云系統(tǒng)部署在阿里云服務(wù)器上，集中采集現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，在工控機的對應(yīng)網(wǎng)頁上以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達(dá)30個設(shè)備，傳輸距離為1.2km。

2  B/S架構(gòu)遠(yuǎn)程預(yù)付費云電能管理系統(tǒng)主要功能

    本系統(tǒng)包括五大模塊，分別是登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊。

 集中抄表服務(wù)程序常年運行在阿里云服務(wù)器上，不間斷定時對所有表進行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費系統(tǒng)包含所有開戶、售電、遙控及報表功能。主要特點如下：

a. 快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；

b. 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性可準(zhǔn)確到3分鐘以內(nèi)；

c. 支持單獨計價、多費率、階梯電價：可對每塊電表單獨設(shè)置電價、費率和階梯電價；

d. 遠(yuǎn)程售電：財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止；

e. 數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)竊電；

f. 遠(yuǎn)程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理；

g. 能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預(yù)付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況；

傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費售電管理系統(tǒng)實現(xiàn)了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴于購電卡，用戶用電數(shù)據(jù)滯后于發(fā)生時間，不僅需要人工抄表，也無法有效進行用電管理、監(jiān)控和實時控制。

利用遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，無需IC卡，可以實現(xiàn)計算機遠(yuǎn)程集中抄表、實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程充值和遠(yuǎn)程控制，物管部門即可完成整個抄表、收費、控制和核查工作，實現(xiàn)高度信息化和自動化，大大提高用電營銷管理效率和水平，節(jié)約人力物力的同時，也提高了經(jīng)濟效益，同時還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

3  案例分析

延安能源小區(qū)項目地下室分配電箱采用安科瑞公司多用戶預(yù)付費計量箱ADF300，該儀表主要測量電度值、剩余電量、剩余金額等電參量。

現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

1.集中抄表服務(wù)系統(tǒng)

集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運行的定時對所有儀表進行集中遠(yuǎn)程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預(yù)警和欠費預(yù)警自動生成手機短信自發(fā)送給對應(yīng)的用戶，該功能需要與阿里云短信推送服務(wù)配合使用。

系統(tǒng)默認(rèn)半小時對所有表進行一次遠(yuǎn)程集中抄表，時間間隔支持個性化配置。

2.遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括五大模塊，分別是登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊，主要功能如下：

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認(rèn)參數(shù)進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）報表中心：提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要；同時支持和解決了項目改造后新老表切換時，老表金額轉(zhuǎn)入的問題；支持峰谷電價，支持一表一電價；可對單表設(shè)置功率過載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報警的兩級閾值。

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